Qu'est-ce que le test de dureté du crayon ?
L'essai de dureté au crayon, également appelé essai Wolff-Wilborn, utilise les différentes valeurs de dureté des crayons en graphite pour évaluer la dureté d'un revêtement. Il s'agit d'une méthode simple mais très efficace pour déterminer la dureté de la surface d'un matériau. En enfonçant les crayons dans l'échantillon, la dureté du revêtement est identifiée par la trace générée. Ce test est largement utilisé dans diverses industries, de l'électronique à l'automobile, en raison de sa facilité d'utilisation et de sa rentabilité.
Comment fonctionne l'essai de dureté au crayon ?
Le test de dureté des crayons consiste à utiliser des crayons classés de 9H (le plus dur) à 9B (le plus tendre), l'échelle de dureté étant déterminée par la quantité d'argile par rapport au graphite dans le cœur du crayon. La procédure consiste généralement à tenir le crayon à un angle de 45 degrés par rapport à la surface à tester et à appliquer une force constante. Si le crayon laisse une marque, la surface n'est pas aussi dure que le crayon. En répétant ce processus avec différents crayons, vous pouvez déterminer la dureté exacte de la surface du matériau.
Graduation de la dureté : Échelles numériques et échelles HB du graphite
Il existe deux échelles pour évaluer la dureté du graphite d'un crayon. La première est une échelle numérique ; plus le chiffre est élevé, plus la mine est dure. Plus le chiffre est élevé, plus la mine est dure. Plus la mine est molle, plus elle laisse de graphite sur le matériau et plus la marque est foncée. La deuxième échelle est l'échelle de graphite HB ; le "H" représente la dureté, tandis que le "B" indique la noirceur. Il est essentiel de comprendre ces échelles pour choisir les crayons qui conviennent le mieux à vos tests.
Méthode d'essai standard pour la dureté des films par essai au crayon
L'ASTM D3363 est une méthode d'essai normalisée conçue pour évaluer la dureté d'un revêtement à l'aide de mines de crayon ou de dessin. Cette méthode évalue également le durcissement du revêtement et peut être associée à d'autres tests, tels que l'ASTM D7869, pour caractériser l'évolution de la dureté du matériau dans le temps. Sur Interelectronix, nous intégrons l'ASTM D3363 dans nos services complets d'essais de peinture afin de garantir que vos revêtements répondent aux normes les plus strictes.
Évaluation de la dureté du film par l'essai de dureté au crayon
L'objectif de ce protocole d'essai est de déterminer la dureté d'un film revêtu par des mesures de dureté au crayon. La méthode consiste à évaluer l'esthétique de la surface du revêtement après avoir tenté de le rayer avec un crayon de dureté connue à un angle de 45 degrés en appliquant une force constante. Ce processus est répété avec un crayon plus bas sur l'échelle de dureté jusqu'à ce que le crayon le plus dur qui laisse le film intact et le crayon le plus dur qui ne raye pas l'échantillon soient identifiés.
Facteurs à prendre en compte dans les essais ASTM D3363
Lors de l'exécution du test ASTM D3363, plusieurs facteurs doivent être pris en compte, notamment l'épaisseur du film et le type de crayon utilisé. La taille de l'échantillon doit être suffisante pour que l'expérience puisse être réalisée deux fois. Les conditions d'essai typiques sont une température de 23 ± 2 °C (73,5 ± 3,5 °F) et une humidité relative de 50 ± 5 %. L'échelle de dureté des crayons de bois va de 6B (le plus tendre) à 6H (le plus dur), et le choix de la dureté correcte est crucial pour la précision du test.
Importance de l'essai de dureté du crayon dans diverses industries
Dans l'industrie électronique, par exemple, la durabilité des appareils à écran tactile dépend de la dureté de la surface d'affichage. Un écran résistant aux rayures améliore non seulement l'expérience de l'utilisateur, mais prolonge également la durée de vie de l'appareil. Les constructeurs automobiles s'appuient sur le test de dureté du crayon pour s'assurer que les matériaux du tableau de bord et les revêtements extérieurs peuvent résister à l'usure quotidienne. De même, dans le secteur de la construction, le test permet de vérifier la dureté des revêtements de sol et d'autres matériaux, afin de s'assurer qu'ils répondent aux normes de durabilité nécessaires.
Dureté des revêtements céramiques : Test de dureté 9H par rayure de crayon
Les revêtements sont généralement des couches très fines de matériaux reposant sur un substrat. Tout ce qui est posé sur un substrat est un revêtement, y compris les cires, les laques, l'acrylique, les peintures émail et d'autres matériaux. Un revêtement appliqué sur une base dure augmentera naturellement la dureté du revêtement. Par exemple, un revêtement céramique forme une couche protectrice sur la couche transparente d'une voiture, la protégeant des rayons UV nocifs, du pollen, des fientes d'oiseaux, des pluies acides et d'autres éléments dommageables.
Qu'est-ce que la dureté ?
La dureté est la résistance d'un matériau solide à la déformation lorsqu'une force de compression est appliquée. Certains matériaux (par exemple les métaux) sont plus durs que d'autres (par exemple les matières plastiques). La dureté macroscopique est généralement caractérisée par des liaisons intermoléculaires fortes, mais le comportement des matériaux solides sous l'effet d'une force est plus complexe, englobant la dureté à la rayure, la dureté à l'indentation et la dureté au rebond. La dureté dépend fortement de la ductilité, de la rigidité élastique, de la plasticité, de la déformation, de la résistance, de la ténacité, de la viscoélasticité et de la viscosité.
Types d'échelles de dureté à la rayure
Les essais de dureté à la rayure déterminent la dureté d'un matériau aux rayures et à l'abrasion. Les échelles les plus courantes sont les suivantes :
- Échelle de Mohs : Basée sur la dureté relative à la rayure, avec le talc à 1 et le diamant à 10. Elle n'est pas linéaire et la plupart des abrasifs modernes se situent entre 9 et 10.
- Échelle de Ridgway** : Modifie l'échelle de Mohs, attribuant au grenat une dureté de 10 et au diamant une dureté de 15.
- Échelle de Wooddell** : Étend l'échelle de Ridgway en utilisant la résistance à l'abrasion, ce qui donne une valeur de 42,4 pour le diamant brun bort d'Amérique du Sud.
Échelle de dureté des crayons : Comment fonctionne-t-elle ?
Les échelles minérales ne conviennent pas aux revêtements ou aux films, ce qui a conduit à la méthode ASTM normalisée utilisant l'échelle de dureté des crayons. Les crayons en graphite, dont la dureté est de 1-2H sur l'échelle de Mohs, sont utilisés pour mesurer la dureté des films de revêtement organiques transparents et pigmentés. Cette méthode est essentielle pour les travaux de développement et le contrôle de la production, bien que les résultats puissent varier d'un laboratoire à l'autre en raison des différences entre les crayons et les panneaux utilisés.
Comment se déroule un essai de dureté au crayon ?
Le test porte généralement sur un revêtement d'une épaisseur de 25,4 à 38,1 microns, que l'on laisse sécher pendant 7 jours. On choisit un crayon et on trace une ligne d'environ 1,5 cm de long. S'il raye la surface, un crayon plus doux est utilisé jusqu'à ce que le premier crayon qui ne raye pas le revêtement soit identifié. Le test est répété pour assurer la cohérence. Certains revêtements sont si durs que même un crayon 10H ne les raye pas, ce qui leur vaut une note de 10H.
